CN2678987Y - 铁路客车和货车的轮对自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开铁路客车和货车的轮对检测装置。它包括光电编码器(1)、测量控制电路(2)、激光传感器(3)、伺服电机(4)、滚珠丝杠(5)、滑动导轨(6)和滑座(7)，滑座(7)镶在滑动导轨(6)中并且与滚珠丝杠(5)旋合，伺服电机(4)与滚珠丝杠(5)相连接以驱动滚珠丝杠(5)，光电编码器(1)设置在伺服电机(4)上，激光传感器(3)固定在滑座(7)下，测量控制电路分别与(3)、(4)和(1)相连接。本实用新型在检测轮对(8)时，激光传感器(3)扫描轮对(8)的外表面，得到轮对(8)几何尺寸和表面情况的信号，并把该信号传给测量控制电路(2)。本实用新型通过计算机系统即能完成轮对的所有检测任务，而且检测精确，不必再耗费人力，也没有人工检测的人为误差。本实用新型具有设计合理、工作可靠等优点。

Description

铁路客车和货车的轮对自动检测装置

技术领域：

本实用新型涉及铁路客车和货车的轮对检测装置。

背景技术：

近年来，随着我国列车运行速度的不断提高，对行车安全提出了更高的要求。而轮对作为车辆行走的重要部件，直接关系到行车安全。在实际行车过程中，轮对的踏面和轮缘的磨损、裂纹和剥离为常见磨耗现象。现用的客车货车轮对检测主要靠人工手动测量各种轮对参数，踏面擦伤、剥离主要靠肉眼观查。进行检测的人员劳动强度大、检测的准确度和效率都低，已不能适应铁路运输发展的需要。

实用新型内容：

为了改变现有的采用人工检测轮对磨耗情况的现状，提供一种能自动检测轮对磨耗情况的轮对自动检测装置。本实用新型通过下述方案实现：一种铁路客车和货车的轮对自动检测装置，它包括光电编码器1、测量控制电路2、激光传感器3、伺服电机4、滚珠丝杠5、滑动导轨6和滑座7，滑座7镶在滑动导轨6中并且与滚珠丝杠5旋合，伺服电机4与滚珠丝杠5相连接以驱动滚珠丝杠5，光电编码器1设置在伺服电机4上，激光传感器3固定在滑座7下，测量控制电路2分别与激光传感器3、伺服电机4和光电编码器1相连接。本实用新型在检测轮对8时，激光传感器3扫描轮对8的外表面，得到轮对8几何尺寸和表面情况的信号，并把该信号传给测量控制电路2，测量控制电路2将这些信号进行处理、判断、贮存，测量控制电路2通过伺服电机4和滚珠丝杠5使激光传感器3沿滑动导轨6移动，从而能够扫描轮对8的整个长度，设置在伺服电机4上的光电编码器1把激光传感器3测得的位置信号送至测量控制电路2，经过处理就能得到轮对的轴向形状和尺寸参数。本实用新型通过计算机系统即能完成轮对的所有检测任务，而且检测精确，不必再耗费人力，也没有人工检测的人为误差。本实用新型具有设计合理、工作可靠等优点。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图，图2是实施方式一、实施方式三和实施方式四的结构示意图，图3是图1的A-A剖视图，图4和图5是实施方式二的结构示意图，图6和图7是实施方式三的结构示意图。

具体实施方式：

具体实施方式一：下面结合图1和图2具体说明本实施方式。它由光电编码器1、测量控制电路2、激光传感器3、伺服电机4、滚珠丝杠5、滑动导轨6和滑座7组成，滑座7镶在滑动导轨6中并且与滚珠丝杠5旋合，伺服电机4与滚珠丝杠5相连接以驱动滚珠丝杠5，光电编码器1设置在伺服电机4上，激光传感器3固定在滑座7下，测量控制电路2的输入端与激光传感器3的输出端相连，测量控制电路2分别与伺服电机4的输入端和光电编码器1的输出端相连接。测量控制电路2由上位计算机2-1、单片机电路2-2、模数转换电路2-3和伺服电机控制器2-4组成，上位计算机2-1的双向端口与单片机电路2-2的一个双向端口相连，单片机电路2-2的另一个双向端口与伺服电机控制器2-4的双向端口相连，单片机电路2-2的输入端与模数转换电路2-3的输出端相连，模数转换电路2-3的输入端与激光传感器3的输出端相连，伺服电机控制器2-4的输出端连接伺服电机4，伺服电机控制器2-4的输入端连光电编码器1的输出端。激光传感器3测得的信号通过模数转换后送入单片机电路2-2内，还能上传上位计算机2-1，上位计算机2-1能通过单片机电路2-2和伺服电机控制器2-4驱动伺服电机4并检测伺服电机的转动位置。激光传感器3的型号为LK501，其制造公司是美国KENECE公司，伺服电机控制器2-4、伺服电机4和光电编码器1选用型号为MSMA400W，是日本松下公司制造。

具体实施方式二：下面结合图4和图5具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一的不同点是，单片机电路2-2由单片机U1、锁存器U2、存储器U3、通讯芯片RS1、通讯芯片RS2、晶振CR1、看门狗U6、反相器U7F、二个电阻R1和R2、选择键盘K、四个电容(C1-C4)组成，晶振CR1通过单片机U1的脚18和脚19给单片机U1提供时钟信号，看门狗U6的脚7连反相器U7F的脚14并且通过反相器U7F的输出端连单片机U1的脚RST9，从而给单片机U1提供复位信号，单片机U1的脚10和脚11分别连通讯芯片RS1和RS2的脚2和脚3，从而通过通讯芯片RS1与伺服电机控制器2-4完成通信工作，通过通讯芯片RS2与上位计算机2-1完成通信工作，单片机U1通过锁存器U2与存储器U3间完成数据在脚D0～脚D7的写入和读出。U1选型号8052的芯片、U2选型号是74LS373的芯片，U3选用型号62256的芯片，RS1和RS2选用型号MAX488的芯片，U6选用型号MAX706的芯片，U7F选用型号4049的芯片。模数转换电路2-3由接口电路U7、模拟开关U5、A/D转换芯片U8，电阻R8和R9、电容C5、C6和C31组成，激光传感器3的输出端连接口电路U7的脚1和脚2，接口电路U7的脚9和脚10连接模拟开关U5的脚12，模拟开关U5的脚16连单片机U1的脚1，单片机U1控制模拟开关U5的脚13是否向A/D转换电路U8的脚1传输模拟信号，A/D转换电路U8通过脚D0～脚D7向单片机U1传送数字化的数据。U5选用AD7501型号的芯片，U6选AD976型号的芯片，D7选AD524型号的芯片。

具体实施方式三：下面结合图1、图2、图6和图7具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式二的不同点是，它还包括控制输出电路20、若干个驱动电路11和主电路12，控制输出电路20的输入端连单片机电路2-2的输出端，控制输出电路20的输出端连驱动电路11的输入端，驱动电路11的输出端连主电路12的输入端。控制输出电路20由反相器U7C和通道扩展芯片U4组成，反相器U7C的脚7连单片机U1的脚28，反相器U7C的脚6连通道扩展芯片U4的脚8，通道扩展芯片U4的脚D0-脚D7分别连单片机U1的脚D0-脚D7，每个驱动电路11都由二极管DRL、电阻R10、电阻R11、电磁线圈ZK、三极管Q组成，二极管DRL的正极连电阻R10的一端，二极管DRL的负极连电源VCC和电磁线圈ZK的一端，电磁线圈ZK的另一端连电阻R10的另一端和三极管Q的发射极，三极管Q的集电极接地，三极管Q的基极通过电阻R11连接在通道扩展芯片U4上。单片机U1通过反相器U7C完成片选，通过通道扩展芯片U4的脚D0-脚D7输入数据选择所要控制的驱动电路，从而向相应的驱动电路11输出信号，使电磁线圈ZK得电，进而接通主电路12，使主电路中的电磁阀15得电，使其控制的气缸16工作，从而完成轮对在检测准备阶段所需要的进轮、举升、缓冲、降落、出轮等动作。

具体实施方式四：下面结合图1和图2具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式三的不同点是，它还包括电动机13、传动链17和滚轮14，电动机13、传动链17和滚轮14组成一条机械传动链，电动机13连接在主电路12中。如图1和图2所示，轮对8的轴托架在滚轮14上，上位计算机2-1发出命令后，滚轮14旋转就使轮对8旋转，从而完成轮对8的整个圆周表面缺陷的检测。

具体实施方式五：下面结合图1具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一的不同点是，它还包括滑座7′和激光传感器3′，滑座7′旋合在滚珠丝杠5中，激光传感器3′固定在滑座7′上，激光传感器3′的输出端连测量控制电路2的输入端。由于本实施方式设置了两个激光传感器，分别用于扫描轮对8的左右两端，检测效率高，而且利于使用流水线进行成批量检测轮对。

具体实施方式六：下面结合图1具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式五的不同点是，它还包括标定块30、标定块31、标定块30′和标定块31′，标定块30、标定块31、和标定块30′、标定块31′分别固定在滑动导轨6两端的下方，并且与滑动导轨6距离固定。标定块30、标定块31、和标定块30′、标定块31′分别为激光传感器3和激光传感器3′提供测量数据基准，从而保证激光传感器测量的实时精确。

Claims (9)

1、一种铁路客车和货车的轮对自动检测装置，其特征是它包括光电编码器(1)、测量控制电路(2)、激光传感器(3)、伺服电机(4)、滚珠丝杠(5)、滑动导轨(6)和滑座(7)，滑座(7)镶在滑动导轨(6)中并且与滚珠丝杠(5)旋合，伺服电机(4)与滚珠丝杠(5)相连接以驱动滚珠丝杠(5)，光电编码器(1)设置在伺服电机(4)上，激光传感器(3)固定在滑座(7)下，测量控制电路(2)分别与激光传感器(3)、伺服电机(4)和光电编码器(1)相连接。

2、根据权利要求1所述的铁路客车和货车的轮对自动检测装置，其特征是测量控制电路(2)由上位计算机(2-1)、单片机电路(2-2)、模数转换电路(2-3)和伺服电机控制器(2-4)组成，上位计算机(2-1)的双向端口与单片机电路(2-2)的一个双向端口相连，单片机电路(2-2)的另一个双向端口与伺服电机控制器(2-4)的双向端口相连，单片机电路(2-2)的输入端与模数转换电路(2-3)的输出端相连，模数转换电路(2-3)的输入端与激光传感器(3)的输出端相连，伺服电机控制器(2-4)的输出端连接伺服电机(4)，伺服电机控制器(2-4)的输入端连光电编码器(1)的输出端。

3、根据权利要求2所述的铁路客车和货车的轮对自动检测装置，其特征是单片机电路(2-2)由单片机(U1)、锁存器(U2)、存储器(U3)、通讯芯片(RS1)、通讯芯片(RS2)、晶振(CR1)、看门狗(U6)、反相器(U7F)、二个电阻(R1)和(R2)、选择键盘(K)、四个电容(C1-C4)组成，晶振(CR1)通过单片机(U1)的脚18和脚19给单片机(U1)提供时钟信号，看门狗(U6)的脚7连反相器(U7F)的脚14并且通过反相器(U7F)的输出端连单片机U1的脚(RST9)，从而给单片机(U1)提供复位信号，单片机(U1)的脚10和脚11分别连通讯芯片(RS1)和(RS2)的脚2和脚3，从而通过通讯芯片(RS1)与伺服电机控制器(2-4)完成通信工作，单片机(U1)通过通讯芯片(RS2)与上位计算机(2-1)完成通信工作，单片机(U1)通过锁存器(U2)与存储器(U3)间完成数据在脚D0～脚D7的写入和读出。

4、根据权利要求3所述的铁路客车和货车的轮对自动检测装置，其特征是它还包括控制输出电路(20)、若干个驱动电路(11)和主电路(12)，控制输出电路(20)的输入端连单片机电路(2-2)的输出端，控制输出电路(20)的输出端连驱动电路(11)的输入端，驱动电路(11)的输出端连主电路(12)的输入端，控制输出电路(20)由反相器(U7C)和通道扩展芯片(U4)组成，反相器(U7C)的脚7连单片机(U1)的脚28，反相器(U7C)的脚6连通道扩展芯片(U4)的脚8，通道扩展芯片(U4)的脚D0-脚D7分别连单片机(U1)的脚D0-脚D7。

5、根据权利要求4所述的铁路客车和货车的轮对自动检测装置，其特征是它还包括电动机(13)、传动链(17)和滚轮(14)，电动机(13)、传动链(17)和滚轮(14)组成一条机械传动链，电动机(13)连接在主电路(12)中。

6、根据权利要求4所述的铁路客车和货车的轮对自动检测装置，其特征是每个驱动电路(11)都由二极管(DRL)、电阻(R10)、电阻(R11)、电磁线圈(ZK)、三极管(Q)组成，二极管(DRL)的正极连电阻(R10)的一端，二极管(DRL)的负极连电源(VCC)和电磁线圈(ZK)的一端，电磁线圈(ZK)的另一端连电阻(R10)的另一端和三极管(Q)的发射极，三极管(Q)的集电极接地，三极管(Q)的基极通过电阻(R11)连接在通道扩展芯片(U4)上。

7、根据权利要求2所述的铁路客车和货车的轮对自动检测装置，其特征是模数转换电路(2-3)由接口电路(U7)、模拟开关(U5)、A/D转换芯片(U8)，电阻(R8)和(R9)、电容(C5)、(C6)和(C31)组成，激光传感器(3)的输出端连接口电路(U7)的脚1和脚2，接口电路(U7)的脚9和脚10连接模拟开关(U5)的脚12，模拟开关(U5)的脚16连单片机(U1)的脚1，单片机(U1)控制模拟开关(U5)的脚13是否向A/D转换电路(U8)的脚1传输模拟信号，A/D转换电路(U8)通过脚D0～脚D7向单片机(U1)传送数字化的数据。

8、根据权利要求1所述的铁路客车和货车的轮对自动检测装置，其特征是它还包括滑座(7′)和激光传感器(3′)，滑座(7′)旋合在滚珠丝杠(5)中，激光传感器(3′)固定在滑座(7′)上，激光传感器(3′)的输出端连测量控制电路(2)的输入端。

9、根据权利要求8所述的铁路客车和货车的轮对自动检测装置，其特征是它还包括标定块(30)、标定块(31)和标定块(30′)、标定块(31′)，标定块(30)、标定块(31)和标定块(30′)标定块(31′)固定在滑动导轨(6)两端的下方分开安装。

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